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電流傳感器在太陽能裝置中的應用

發布時間:2016-05-13

來源:http://www.qzyof.com/news/22.html

   除了諸如《京都協議書》等政治策略所帶來的動力和壓力之外,多種形式能源不斷增長的成本以及“更潔淨”動力源的搜尋也在推動著對諸如太陽能等替代能源的關注。許多新設計不斷湧現,從而最有效和高效地利用這些能源。這些設計具有當今電子技術的支持,其中包括電流傳感器。


   當太陽能電池板所產生的電能反饋回電網時(一個“電網連接”係統),可以采用兩種連接方式:


   將太陽能電池組件與逆變器連接,經變壓器接入電網,或者將逆變器直接與電網連接,避免使用變壓器(無變壓器係統)。


   除了諸如《京都協議書》等政治策略所帶來的動力和壓力之外,多種形式能源不斷增長的成本以及“更潔淨”動力源的搜尋也在推動著對諸如太陽能等替代能源的關注。許多新設計不斷湧現,從而最有效和高效地利用這些能源。這些設計具有當今電子技術的支持,其中包括電流傳感器。


   當太陽能電池板所產生的電能反饋回電網時(一個“電網連接”係統),可以采用兩種連接方式:


   將太陽能電池組件與逆變器連接,經變壓器接入電網,或者將逆變器直接與電網連接,避免使用變壓器(無變壓器係統)。


   流入電網的逆變器輸出電流(15-50ARMS)由一台傳感器進行測量,以便反饋回至控製器進行脈寬調製(PWM)正弦波控製。控製器主要基於供有+5V電壓並與電子控製係統其他有源元件共享基準電壓的微處理器或DSP(數字信號處理器)。LEM公司的HMS電流傳感器通過一個+5V電源來運行。其內部基準電壓(2.5V)由一個單獨的端子提供,允許通過DSP或微處理器輕鬆使用傳感器。但是,傳感器還能接受來自這些相同DSP的外部基準電壓(2V到2.8V之間),傳感器從這些DSP上獲得其自身基準電壓。控製係統所有電子元件之間的這種共生使得整個應用效率更高(錯誤計算中的基準漂移消除)。HMS電流傳感器非常適合太陽能逆變器所需要的所有電流測量。


   電流傳感器可用於峰值電流檢測,用於真實值與設定點的對比。逆變器還在控製輸出頻率的係統中使用電流傳感器。實際上,無論頻率何時移出預選範圍,逆變器都會停止運行一會兒(短於兩秒)。


   由於在電網上(交流側)需要不能超出的低直流值,因此偏移和溫度漂移必須盡可能最好。對電網連接的另一個要求是不能將直流電流供進電網。由傳感器偏移或IGBT通信產生的直流電流可能會引起網絡麻煩。該電流可能會使變壓器產生飽和,這樣會使網絡產生更多損失和更多諧波。對於無變壓器配置,這不是個大問題。


   盡管各國都有自己各自不同的接受值,但是共同要求都是標稱輸出電流的0.5%或1%,或者在一些國家是一個限定值(英國為20mA,德國和比荷盧三國關稅同盟為1A,日本為100mA,中國和美國為50mA)。如果直流電流大於這個限定值,則必須將係統與電網斷開。對於是否需要測量直流電流或隻是檢測臨界值,現在還沒有清晰的界定。


   在未來的太陽能設計中,該電流可能會予以補償。直流元件會通過測量交流電流的平均值來計算;這代表直流元件。因此,逆變器控製環路中所使用的電流傳感器直流偏移應該盡可能的低。而且,應避免由於逆變器IGBT切換延遲而產生的直流偏移或使其盡可能的小。該直流偏移可導致網絡分配變壓器產生飽和。為了減小這個直流偏移,正在開發新的逆變器拓撲技術。


   HMS電流傳感器外形尺寸僅僅為16(長)x13.5(寬)x12(高)mm


   而且,當印刷電路板上用於電流測量的空間很緊張時,理想情況是將初級導體進行集成。將這些模塊直接表麵貼裝到印刷電路板上,從而降低製造成本,同時也避免混淆各種焊接工藝。除了外形尺寸小之外,HMS設計還實現了8mm漏電和間隙距離。通過一個600CTI對其塑料管殼進行累積,使得HMS具有高隔離性能(測試隔離電壓:4.3kVRMS/50Hz/1分鍾)。

   可提供涵蓋標稱交流、直流、脈衝和混合隔離電流測量的四種標準模塊,這些模塊可在寬至±3xIPN的測量範圍內測量高達50kHz的5、10、15或20ARMS電流。四種模塊的機械設計完全相同,因此這些模塊可用於測量整個最終產品範圍的電流。增益和偏移為固定值並進行了設定,因此,在lpn,輸出電壓等於輸入或輸出基準電壓±0.625V。


   設計與開環霍爾效應技術共同使用的獨特LEMASIC已經用於改善性能。除了與傳統離散技術相比更寬的工作溫度範圍(-40到+85°C)之外,這些性能改善還包括更好的偏移和增益漂移以及線性度。


   傳感器標有CE標識,符合EN50178標準。


   這些傳感器可用於諸如電力逆變器(太陽能、風力等)等工業場合以及家用電器、變速驅動器、UPS、開關電源(SMPS)和空調,使這些裝置的效率更高。